水泥混凝土路面設計淺析

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［摘要］近些年，我國的交通事業朝著全面、現代化的方向發展，公路建設形成以提高公路的等級為主，跟進公路維護管養為輔。由于擁有高強度、耐久性好等眾多優點，水泥混凝土路面被廣泛使用在公路、城市道路的建設中。本文基于現行的國家和行業規范，介紹并探討路面設計的流程和施工中的問題。

［關鍵詞］水泥混凝土路面設計

前言

水泥混凝土路面（CCP）包括普通混凝土路面、裝配式混凝土路面等，目前，廣泛采用的是普通混凝土路面（多以就地澆筑為主）。水泥混凝土路面設計主要涵蓋有以下內容：路面結構組合設計，路面平面尺寸、接縫與路肩設計，配筋設計（可省略），材料組合設計（可省略），路面厚度設計，排水設計等，其中，配筋設計和材料組成設計在初步設計階段一般無須進行。此外我國目前的設計是基于彈性地基—小撓度薄板理論。

1結構組合設計

[1][2]主要任務是基于路基的基本狀況及公路等級、交通荷載等級、自然環境條件等條件決定的，選定基層的層數（是否需要設置底基層）、材料（級配碎石、水泥穩定碎石、瀝青穩定碎石等），確定面層混凝土路面類型（JPCP、JRCP等）、層數（多層板及復合式路面）如表1所示。表1面板要求面層類型適用條件；普通混凝土面層各級公路；連續配筋的混凝土面層高速公路；復合式路面特重交通的高速公路；碾壓混凝土面層二級、二級以下公路；鋼纖維混凝土面層標高受限路段、混凝土加鋪層；混凝土預制塊（異形塊等）面層服務區的停車場、公路（二級及以下）的橋頭引道沉降未穩定段。

2平面尺寸、接縫及路肩設計

在確定采用普通混凝土路面后，其主要任務是確定板寬或分幅施工寬度，確定橫縫（縮縫）間距，確定設置脹縫的位置和形式及與其他路面相銜接的端部構造形式，確定與橋梁連接的形式，確定拉桿和傳力桿的設置方案，選定路肩類型、材料和組合形式。

2.1路面平面形狀與尺寸

路面的平面尺寸的選擇上，考慮到受力狀況的均衡和改善，應最好接近于正方形。大多數情況下，板寬和板長之比在1：1.3以內。

2.2縱縫間距與橫縫間距

常用的路面板橫向接縫共有3種：脹縫、縮縫和施工縫，為脹縫構造示意圖。縱縫可以做成假縫，還有平頭接縫的形式，近年來，不少國外流行的形式也傳入國內。縱縫通常按車道寬度等其他一些因素確定。高速公路和一級公路（含路緣帶），板寬可由車道和路緣帶的寬度確定，一般取4～6m。

3路面厚度設計

主要任務是計算并確定路面各層厚度，一般是假定其它層層厚，求算面板厚度。

3.1計算模型及其適用

3.1.1假定與方案

（1）基層板和面層板兩者的尺寸允許不相等；（2）為了結果的準確可靠，荷載應力的問題，多采用有限單元法來解決。在分析中，將基層板與面層板視作立方體彈性單元。強調一是層間水平且光滑，二是豎向受壓連續但不受拉；（3）溫度翹曲應力，多采用近似解析法。薄板假定，認為基層板與面層板的層間用豎向線性彈簧相連。

3.1.2路面結構分析—三種力學模型

（1）彈性地基—單層板模型可適用于粒料基層上混凝土面層和舊瀝青路面加鋪混凝土面層；面層板底面以下的部分視作彈性地基。（2）彈性地基—雙層板模型可適用于無機結合料類基層或瀝青類基層上混凝土面層和舊混凝土路面上加鋪的分離式混凝土面層。（3）復合板模型可適用于兩種不同性能材料組成的面層或基層復合板。

3.2彈性地基的綜合回彈模量

3.2.1假定與區別

（1）對于單層的路面板，若以粒料類作基層時，將粒料層及其以下層看作地基（包含粒料層本身）；（2）對于單層的路面板，若以非粒料層為基層時，將基層以下各層看作地基（不含基層本身）；（3）結合式雙層板（加鋪分離式或結合式板），無論基層材料，將基層以下各層看作地基；（4）對于舊瀝青的路面，若加鋪水泥混凝土路面板，應以舊路面頂測試的指標換算出當量回彈模量。

3.2.2參數選擇與計算

綜合回彈模量對于不同力學模型，均可采用相同的回歸計算公式，可參考現行設計規范。

4排水設計

主要任務是與路基排水相銜接和統一，將水泥混凝土路面排水和路基排水有機的統一在一起，考慮路表、中央分隔帶、路面結構內部排水等多種排水方式組合在一起的方案，確定溝管孔徑和構造尺寸，進行水力驗算以驗證其是否滿足功能要求，并按技術經濟性做出決策，具體可參照《公路排水設計規范》（JTG/TD33）。

5結語

以上為水泥混凝土路面設計的主要設計內容，嚴格按照規范要求，結合實際情況，完成設計任務。同時，還應強調施工工藝與質量道路工程的重要性，雙管齊下，保證道路滿足功能要求。

參考文獻

[1]中華人民共和國行業標準.JTGD40-2011公路水泥混凝土路面設計規范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2011.

[2]中華人民共和國行業推薦性標準.JTG/TD33-2012公路排水設計規范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，

作者：丁鶴洋 單位：安徽理工大學土木建筑學院